Table des matières
- 1. Vue d'ensemble du produit
- 2. Caractéristiques et description principales
- 2.1 Caractéristiques
- 2.2 Description
- 3. Valeurs maximales absolues
- 4. Caractéristiques électro-optiques
- 5. Explication du système de tri (Binning)
- 5.1 Bacs d'intensité lumineuse
- 5.2 Bacs de tension directe
- 5.3 Bacs de couleur (Chromaticité)
- 6. Analyse des courbes de performance
- 6.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde
- 6.2 Diagramme de directivité
- 6.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)
- 6.4 Intensité relative en fonction du courant direct
- 6.5 Coordonnées chromatiques en fonction du courant direct
- 6.6 Courant direct en fonction de la température ambiante
- 7. Informations mécaniques et sur le boîtier
- 7.1 Dimensions du boîtier
- 7.2 Identification de la polarité
- 8. Recommandations de soudure et d'assemblage
- 8.1 Formage des broches
- 8.2 Conditions de stockage
- 8.3 Recommandations de soudure
- 9. Informations sur l'emballage et la commande
- 9.1 Spécification d'emballage
- 9.2 Explication des étiquettes
- 9.3 Désignation du numéro de modèle
- 10. Suggestions d'application
- 10.1 Applications typiques
- 10.2 Considérations de conception
- 11. Comparaison et différenciation technique
- 12. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)
- 12.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?
- 12.2 Comment interpréter les bacs d'intensité lumineuse ?
- 12.3 Pourquoi y a-t-il un paramètre de tension inverse Zener ?
- 12.4 Quelle est l'importance critique de la règle de distance de soudure de 3mm ?
- 13. Principe de fonctionnement
- 14. Tendances technologiques
1. Vue d'ensemble du produit
Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED blanche à haute luminosité. Le dispositif est conçu pour des applications exigeant un flux lumineux important à partir d'un boîtier compact et standardisé. Son principal avantage réside dans la combinaison d'une puce semi-conductrice InGaN haute performance avec un système de conversion par phosphore pour produire de la lumière blanche, le tout intégré dans un boîtier robuste et largement adopté.
2. Caractéristiques et description principales
2.1 Caractéristiques
- Boîtier rond standardisé T-1 3/4 (environ 5mm).
- Puissance lumineuse élevée.
- Coordonnées chromatiques typiques : x=0,29, y=0,28 (CIE 1931).
- Disponible en vrac ou en bande pour assemblage automatisé.
- Résistance aux décharges électrostatiques (ESD) : jusqu'à 4KV (Modèle du Corps Humain).
- Conforme aux réglementations environnementales en vigueur.
2.2 Description
Cette série de LED est conçue spécifiquement pour les scénarios nécessitant une intensité lumineuse élevée. La lumière blanche est générée par une méthode à conversion par phosphore : la lumière bleue émise par la puce en nitrure de gallium-indium (InGaN) est absorbée par un matériau phosphorescent remplissant la coupelle réfléchissante, qui réémet ensuite un spectre lumineux plus large, résultant en la perception d'une lumière blanche. La lentille en résine transparente contribue à maximiser l'extraction de la lumière.
3. Valeurs maximales absolues
Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement à ces conditions n'est pas garanti.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Courant direct continu | IF | 30 | mA |
| Courant direct de crête (Rapport cyclique 1/10 @ 1kHz) | IFP | 100 | mA |
| Tension inverse | VR | 5 | V |
| Puissance dissipée | Pd | 110 | mW |
| Température de fonctionnement | TT_opr | -40 à +85 | °C |
| Température de stockage | TT_stg | -40 à +100 | °C |
| ESD (HBM) | ESD | 4000 | V |
| Courant inverse Zener | Iz | 100 | mA |
| Température de soudure (5 sec max) | TT_sol | 260 | °C |
4. Caractéristiques électro-optiques
Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C et représentent les performances typiques du dispositif dans les conditions de test spécifiées.
| Paramètre | Symbole | Min. | Typ. | Max. | Unité | Condition |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tension directe | VF | 2.8 | -- | 3.6 | V | IFI_F = 20mA |
| Tension inverse Zener | Vz | 5.2 | -- | -- | V | IzI_Z = 5mA |
| Courant inverse | IR | -- | -- | 50 | µA | VRV_R = 5V |
| Intensité lumineuse | IV | 2850 | -- | 7150 | mcd | IFI_F = 20mA |
| Angle de vision (2θ1/2) | -- | -- | 50 | -- | deg | IFI_F = 20mA |
| Coordonnée chromatique x | x | -- | 0.29 | -- | -- | IFI_F = 20mA |
| Coordonnée chromatique y | y | -- | 0.28 | -- | -- | IFI_F = 20mA |
5. Explication du système de tri (Binning)
Pour garantir la cohérence dans les applications, les LED sont triées (binning) en fonction de paramètres de performance clés.
5.1 Bacs d'intensité lumineuse
Les LED sont catégorisées en bacs définissant une intensité lumineuse minimale et maximale mesurée à 20mA. La tolérance est de ±10%.
| Code du bac | Min. (mcd) | Max. (mcd) |
|---|---|---|
| P | 2850 | 3600 |
| Q | 3600 | 4500 |
| R | 4500 | 5650 |
| S | 5650 | 7150 |
5.2 Bacs de tension directe
Les LED sont également triées selon leur chute de tension directe à 20mA, avec une incertitude de mesure de ±0,1V.
| Code du bac | Min. (V) | Max. (V) |
|---|---|---|
| 0 | 2.8 | 3.0 |
| 1 | 3.0 | 3.2 |
| 2 | 3.2 | 3.4 |
| 3 | 3.4 | 3.6 |
5.3 Bacs de couleur (Chromaticité)
La couleur de la lumière blanche est définie dans des régions spécifiques du diagramme de chromaticité CIE 1931. Les rangs de couleur fournis (A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0) spécifient les limites quadrilatérales pour les coordonnées x et y, garantissant que la lumière blanche émise se situe dans un espace colorimétrique contrôlé. L'incertitude de mesure pour les coordonnées est de ±0,01. Un code de groupe (par ex. \"1\") peut combiner plusieurs bacs de couleur adjacents pour une sélection plus large.
6. Analyse des courbes de performance
Les données graphiques fournissent un aperçu du comportement du dispositif dans différentes conditions.
6.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde
La courbe de distribution spectrale de puissance montre un pic large caractéristique des LED blanches à conversion par phosphore, typiquement centré dans la région bleue (de la puce) avec une émission plus large dans le jaune-vert provenant du phosphore.
6.2 Diagramme de directivité
Le diagramme de rayonnement illustre l'angle de vision de 50 degrés (largeur à mi-hauteur), montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse.
6.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)
Cette courbe démontre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension directe augmente avec le courant, et les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'alimentation fournit une tension adéquate, en tenant compte notamment de la dispersion des bacs de tension.
6.4 Intensité relative en fonction du courant direct
Le flux lumineux augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire. Un fonctionnement au-dessus du courant continu recommandé (20mA typ.) peut donner un flux lumineux plus élevé mais réduira l'efficacité et pourrait affecter la fiabilité à long terme en raison de l'augmentation de la température de jonction.
6.5 Coordonnées chromatiques en fonction du courant direct
Les coordonnées de couleur (x, y) peuvent légèrement se déplacer avec les variations du courant d'alimentation, ce qui est une considération importante pour les applications nécessitant une perception de couleur stable à différents niveaux de gradation.
6.6 Courant direct en fonction de la température ambiante
Cette courbe de déclassement est cruciale pour la gestion thermique. Elle indique le courant direct maximal autorisé lorsque la température ambiante augmente, empêchant la surchauffe et assurant la longévité.
7. Informations mécaniques et sur le boîtier
7.1 Dimensions du boîtier
La LED utilise un boîtier radial à broches standard T-1 3/4. Les dimensions clés incluent le diamètre du corps (environ 5mm), l'espacement des broches (mesuré là où les broches sortent du boîtier) et la hauteur totale. Un dessin coté détaillé est essentiel pour la conception de l'empreinte PCB, assurant un ajustement et un alignement corrects. Les notes spécifient une protubérance maximale de la résine sous la collerette de 1,5mm et des tolérances dimensionnelles standard.
7.2 Identification de la polarité
La cathode est généralement identifiée par un méplat sur le bord de la lentille de la LED ou par la broche la plus courte. La polarité correcte doit être respectée lors de l'installation.
8. Recommandations de soudure et d'assemblage
8.1 Formage des broches
- Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base du bulbe en époxy.
- Effectuez le formage des broches avant la soudure.
- Évitez de solliciter le boîtier pendant le formage pour prévenir les dommages internes ou la rupture.
- Coupez les porteurs de broches à température ambiante.
- Assurez-vous que les trous du PCB sont parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.
8.2 Conditions de stockage
- Stockez à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative après réception.
- La durée de stockage standard est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utilisez un conteneur scellé avec de l'azote et un dessiccant.
- Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour prévenir la condensation.
8.3 Recommandations de soudure
Maintenez une distance minimale de 3mm entre le joint de soudure et le bulbe en époxy.
- Soudure manuelle :Température de la pointe du fer ≤300°C (30W max), temps de soudure ≤3 secondes.
- Soudure à la vague/par immersion :Préchauffage ≤100°C (≤60 sec), bain de soudure ≤260°C pendant ≤5 secondes.
Un profil de température de soudure recommandé est fourni pour minimiser le choc thermique.
9. Informations sur l'emballage et la commande
9.1 Spécification d'emballage
Les LED sont emballées dans des sacs anti-statiques pour les protéger contre les décharges électrostatiques. Les quantités d'emballage sont flexibles : typiquement 200-500 pièces par sac, 5 sacs par carton intérieur, et 10 cartons intérieurs par carton maître (extérieur).
9.2 Explication des étiquettes
Les étiquettes sur l'emballage incluent des codes pour : le numéro de pièce client (CPN), le numéro de pièce (P/N), la quantité (QTY), les rangs combinés pour l'intensité lumineuse et la tension directe (CAT), le rang de couleur (HUE), la référence (REF) et le numéro de lot (LOT No).
9.3 Désignation du numéro de modèle
Le numéro de pièce 334-15/T2C5-1PSB suit un système de codage spécifique où les segments indiquent probablement la série, la couleur (blanc), le bac d'intensité lumineuse, le bac de tension directe et d'autres attributs comme le style d'emballage. La décomposition exacte doit être confirmée auprès du fournisseur pour une commande précise.
10. Suggestions d'application
10.1 Applications typiques
- Panneaux de messages et signalisation :La haute intensité la rend adaptée aux affichages d'information intérieurs et extérieurs.
- Indicateurs optiques :Idéale pour les indicateurs d'état sur les équipements où une grande visibilité est requise.
- Rétroéclairage :Peut être utilisée pour le rétroéclairage par les bords ou direct de petits panneaux, icônes ou symboles.
- Lumières de marquage :Adaptée à l'éclairage décoratif, aux marqueurs de position ou à l'éclairage de zone de faible niveau.
10.2 Considérations de conception
- Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct au niveau souhaité (typiquement 20mA). Prenez en compte la plage des bacs de tension directe lors du calcul des valeurs de résistance.
- Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit modeste, assurez une ventilation ou un dissipateur thermique adéquat si le fonctionnement a lieu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal pour maintenir les performances et la durée de vie.
- Protection ESD :Mettez en œuvre les procédures de manipulation ESD standard pendant l'assemblage, comme spécifié par la cote de 4KV HBM.
- Conception optique :Prenez en compte l'angle de vision de 50 degrés lors de la conception des lentilles ou des guides de lumière pour obtenir le faisceau lumineux souhaité.
11. Comparaison et différenciation technique
Comparée aux LED 5mm standard, ce dispositif met l'accent sur une intensité lumineuse élevée. Ses principaux points de différenciation sont la technologie spécifique de la puce InGaN et le système de phosphore optimisé pour la luminosité. L'inclusion d'un tri détaillé pour l'intensité, la tension et la couleur offre aux concepteurs un contrôle plus précis de la cohérence de l'application par rapport aux alternatives non triées ou triées de manière large. La cote ESD de 4KV offre une meilleure robustesse à la manipulation que de nombreuses LED basiques.
12. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)
12.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?
Les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées à 20mA, ce qui est le point de fonctionnement typique recommandé pour équilibrer luminosité, efficacité et longévité. Elle peut être pilotée jusqu'au maximum absolu de 30mA continu, mais avec une efficacité réduite et une contrainte thermique accrue.
12.2 Comment interpréter les bacs d'intensité lumineuse ?
Si votre conception nécessite une luminosité minimale, sélectionnez un bac où la valeur \"Min.\" répond à votre exigence. Par exemple, choisir le bac \"R\" garantit une intensité comprise entre 4500 et 5650 mcd à 20mA. Utiliser un bac supérieur (comme \"S\") donnera généralement des LED plus lumineuses mais peut entraîner un coût plus élevé.
12.3 Pourquoi y a-t-il un paramètre de tension inverse Zener ?
Certaines conceptions de LED intègrent une diode Zener de protection inverse dans le boîtier. Le paramètre Vz indique la tension de claquage typique de ce dispositif de protection s'il est présent. Il aide à comprendre les caractéristiques inverses du composant.
12.4 Quelle est l'importance critique de la règle de distance de soudure de 3mm ?
C'est très important. Souder à moins de 3mm du corps en époxy peut transférer une chaleur excessive, risquant de fissurer la lentille en époxy, de dégrader le phosphore interne, d'endommager les fils de liaison ou de délaminer la puce. Cela impacte directement la fiabilité et le flux lumineux.
13. Principe de fonctionnement
Il s'agit d'une LED blanche à conversion par phosphore. Une puce semi-conductrice InGaN émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière bleue frappe une couche de particules de phosphore jaune (ou jaune et rouge) intégrées dans l'encapsulant. Le phosphore absorbe une partie des photons bleus et réémet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). La combinaison de la lumière bleue restante et de l'émission à large spectre du phosphore est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. La teinte exacte (température de couleur corrélée) est déterminée par le rapport entre la lumière bleue et la lumière convertie par le phosphore, contrôlé par la composition et la concentration du phosphore.
14. Tendances technologiques
La tendance de l'industrie pour les LED indicatrices discrètes comme celle-ci continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un indice de rendu des couleurs (IRC) amélioré pour une meilleure fidélité des couleurs, et des tolérances de tri plus serrées pour une plus grande cohérence d'application. Il y a également une poussée vers des boîtiers plus robustes pour résister aux processus de soudure par refusion à plus haute température utilisés dans l'assemblage en montage en surface, bien que ce dispositif particulier soit un composant à travers trou. La technologie sous-jacente de puce InGaN reste la norme de l'industrie pour les LED bleues et blanches en raison de son efficacité et de sa fiabilité élevées.
Terminologie des spécifications LED
Explication complète des termes techniques LED
Performance photoelectrique
| Terme | Unité/Représentation | Explication simple | Pourquoi important |
|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse | lm/W (lumens par watt) | Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. | Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité. |
| Flux lumineux | lm (lumens) | Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". | Détermine si la lumière est assez brillante. |
| Angle de vision | ° (degrés), par exemple 120° | Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. | Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité. |
| CCT (Température de couleur) | K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K | Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. | Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés. |
| CRI / Ra | Sans unité, 0–100 | Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. | Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées. |
| SDCM | Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" | Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. | Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED. |
| Longueur d'onde dominante | nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) | Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. | Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes. |
| Distribution spectrale | Courbe longueur d'onde vs intensité | Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. | Affecte le rendu des couleurs et la qualité. |
Paramètres électriques
| Terme | Symbole | Explication simple | Considérations de conception |
|---|---|---|---|
| Tension directe | Vf | Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". | La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série. |
| Courant direct | If | Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. | Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie. |
| Courant pulsé max | Ifp | Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. | La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages. |
| Tension inverse | Vr | Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. | Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension. |
| Résistance thermique | Rth (°C/W) | Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. | Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte. |
| Immunité ESD | V (HBM), par exemple 1000V | Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. | Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles. |
Gestion thermique et fiabilité
| Terme | Métrique clé | Explication simple | Impact |
|---|---|---|---|
| Température de jonction | Tj (°C) | Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. | Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur. |
| Dépréciation du lumen | L70 / L80 (heures) | Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. | Définit directement la "durée de vie" de la LED. |
| Maintien du lumen | % (par exemple 70%) | Pourcentage de luminosité conservé après le temps. | Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme. |
| Décalage de couleur | Δu′v′ ou ellipse MacAdam | Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. | Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage. |
| Vieillissement thermique | Dégradation du matériau | Détérioration due à une température élevée à long terme. | Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert. |
Emballage et matériaux
| Terme | Types communs | Explication simple | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|---|
| Type de boîtier | EMC, PPA, Céramique | Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. | EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue. |
| Structure de puce | Avant, Flip Chip | Agencement des électrodes de puce. | Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance. |
| Revêtement phosphore | YAG, Silicate, Nitrure | Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. | Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI. |
| Lentille/Optique | Plat, Microlentille, TIR | Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. | Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière. |
Contrôle qualité et classement
| Terme | Contenu de tri | Explication simple | But |
|---|---|---|---|
| Bac de flux lumineux | Code par exemple 2G, 2H | Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. | Assure une luminosité uniforme dans le même lot. |
| Bac de tension | Code par exemple 6W, 6X | Regroupé par plage de tension directe. | Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système. |
| Bac de couleur | Ellipse MacAdam 5 étapes | Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. | Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire. |
| Bac CCT | 2700K, 3000K etc. | Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. | Répond aux différentes exigences CCT de scène. |
Tests et certification
| Terme | Norme/Test | Explication simple | Signification |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test de maintien du lumen | Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. | Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21). |
| TM-21 | Norme d'estimation de vie | Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. | Fournit une prévision scientifique de la vie. |
| IESNA | Société d'ingénierie de l'éclairage | Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. | Base de test reconnue par l'industrie. |
| RoHS / REACH | Certification environnementale | Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). | Exigence d'accès au marché internationalement. |
| ENERGY STAR / DLC | Certification d'efficacité énergétique | Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. | Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité. |